Беседы о жизни

Не следует, правда, думать, что экзотические белки из семейства глобинов «водятся» только в далекой Африке. Сразу же после начала описанных событий (1950 год) неутомимые молекулярные биологи приступили к планомерному «отлову» аномальных глобинов, и вскоре Г. Итано обнаружил еще один, в котором, как оказалось, все тот же шестой остаток глутаминовой кислоты был замещен остатком лизина. Общее же число аномальных глобинов, известных в настоящее время, составляет около двух сотен. Обозначаются они названиями мест, где были впервые обнаружены: Нв  _Париж, Нв  _{Нью-Йорк}, Нв  _{Милуоки}, Нв  _Ибадан, Нв  _Дофар, Нв  _Сиднейили еще более загадочно: Нв  _{Кушатта}, Нв  _УбеII. При каждом таком названии указывается также и характер аминокислотного замещения: 12 аланин аспарагиновая кислота, 68 аспарагин аспарагиновая кислота и т. д.

Конечно, несмотря на чрезвычайно обширную географию, поиски аномальных глобинов лишены той буссенаровской или жюль-верновской романтики ночевок у костра под открытым небом, тревожных шорохов и криков в зловещих джунглях или смертельной опасности поединка отважного биолога с берберийским львом. И все же работу по изучению природы молекулярных патологий можно смело сравнить с теми, первыми экспедициями знаменитых Д. Ливингстона, Г. Стэнли. Н. Миклухо-Маклая, Н. Пржевальского: разница лишь в том, что интересы сегодняшних молекулярных биологов по большей части направлены не на окружающую организм среду, а, так сказать, «внутрь» организма. Именно туда, в глубь клетки, и пролегают маршруты их теперешних «экспедиций».

Проверьте свой гемоглобин

Приятно отметить, что авторы не уклоняются от своих обязанностей, а исправно подогревают воображение читателя картинами ночных джунглей и подвигами отчаянных сорвиголов, которые, презрев все опасности, добывают очередной сорт аномального глобина. Да и сама история расследования «дела» о серповидноклеточной анемии вполне способна, на наш взгляд, соперничать даже со знаменитой историей «пляшущих человечков», разгаданной Шерлоком Холмсом. Однако пора прислушаться и к той, наиболее ортодоксальной части читателей, которая с нетерпением ждет, когда же начнется обещанный разговор об эволюции на молекулярном уровне.

Такой разговор, по существу, уже давно идет: ведь все описанные ранее аномалии в строении белков являются наследственными, передающимися из поколения в поколение. Это означает, иными словами, что замена одного аминокислотного остатка другим обусловлена какими-то изменениями в основной генетической информации, то есть в последовательности оснований ДНК, точнее, в том ее участке, который кодирует последовательность соответствующей цепи гемоглобина.

При рассмотрении всех типов аминокислотных замен, обусловливающих появление аномальных глобинов, можно установить одну любопытную закономерность. Если сравнивать триплеты нуклеотидов, кодирующие пару аминокислотных остатков — подвергшегося замене и занявшего его место, — то окажется, что во всех без исключения случаях триплеты различаются одним-единственным нуклеотидом. Скажем, замене аланин -> аспарагиновая кислота соответствует переход ГЦУ -> ГАУ или ГЦЦ -> ГАЦ; замене глутаминовая кислота -> валин, вызывающей серповидноклеточную анемию — ГАА -> ГУА или ГАГ -> ГУГ и т. д.

Как мы знаем, точность воспроизведения, «переписывания» генетической информации весьма высока: за этим, в частности, и следят высокоспецифичные ферменты, обеспечивающие нужную для точного воспроизведения последовательность действий. И уж конечно, они справляются со своей задачей гораздо лучше, чем тот издательский коллектив, по вине которого, как уверяли И. Ильф и Е. Петров, после сорока корректур на титульном листе солидного издания появились слова «Британская энциклопудия». Ясно поэтому, что если ферменты и допускают «опечатку», то скорее всего именно такую — «однобуквенную».

Таким образом, происхождение аномальных глобинов может быть легко объяснено: они представляют собой следствие единичных ошибок репликации, ошибок изготовления комплементарных копий молекулы ДНК. Достаточно при репликации ошибочно включить в ДНК-овую последовательность «не то» основание — и это приведет в конечном счете к замене в аминокислотной последовательности какого-то из белков одного остатка другим.

Впрочем, правильнее было бы сказать «может привести». В очень многих случаях замена, например, последнего нуклеотида в триплете не приведет к каким-либо изменениям в кодируемом им остатке: например, такие остатки, как валин, аланин, пролин и т. п., кодируются, по существу, двумя первыми основаниями триплета, поскольку в третьей позиции может быть любое из четырех оснований.